بررسي تأثير نورد در دماي زير صفر بر ريزساختار و خواص آلياژ آنتروپي‌بالاي مقرون‌به‌صرفه Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، اثر نورد در دماي زير صفر يا نورد تبريدي بر ريزساختار، بافت كريستالوگرافي و خواص مكانيكي آلياژ چهارجزئي Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆ مورد بررسي قرار گرفت. آلياژ ابتدا به روش ذوب القايي در خلأ توليد و پس از نورد اوليه و عمليات آنيل براي حذف اثرات ريختگي، آماده‌ي اعمال نورد تبريدي گرديد. فرايند نورد تبريدي در دماهاي زير صفر و در سطوح كرنش مختلف انجام گرديد. هدف اصلي، بررسي اثر تغيير شكل پلاستيك بر تكامل ريزساختار، بافت و خواص مكانيكي در دماي زير صفر بود. براي بررسي ريزساختار از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و براي تحليل بافت از آزمون پراش اشعه ايكس و محاسبه توابع توزيع جهت‌گيري استفاده شد. نتايج نشان داد با افزايش كرنش، دانه‌ها كشيده و نوارهاي برشي در ساختار تشكيل شدند كه نقش مهمي در تمركز كرنش داشتند. همچنين توسعه‌ي مولفه‌هاي بافت رشته آلفا نظير برس و گوس/ برس مشاهده شد كه در كرنش‌هاي بالا تقويت شدند. در كرنش‌هاي بيشتر نشانه‌هايي از تشكيل مولفه‌هاي رشته بتا نيز مشاهده گرديد كه بيانگر چرخش دانه‌ها و تكامل بافت در جهات مختلف بود. از نظر خواص مكانيكي، آزمون پانچ برشي نشان داد استحكام برشي با افزايش كرنش ابتدا افزايش يافته و در كرنش 40 % به بيشترين مقدار خود رسيد. با اين حال، در 75 % كاهش ضخامت، به دليل تمركز تنش موضعي و ايجاد ريزترك‌ها، افت محسوسي در استحكام برشي مشاهده شد و رفتار شكست از داكتيل به ترد تغيير يافت. مشاهدات شكست‌نگاري نيز اين تغيير را با گذار از ديمپل‌هاي عميق به سطوح صاف و شكننده تأييد كرد. بررسي نتايج آزمون ريزسختي نشان داد كه سختي آلياژ از مقدار اوليه حدود HV 126 به‌طور پيوسته تا HV 291 در كرنش 40 % افزايش يافته و سپس در كرنش 75 % به HV 258 كاهش يافت. به طور كلي، نتايج بيانگر آن است كه نورد تبريدي مي‌تواند موجب بهبود استحكام مكانيكي آلياژهاي چندجزئي Fe₅₀Mn₁₇Ni₁₇Cr₁₆ شود، اما در كرنش‌هاي بالا خطر تردشدگي و افت خواص مكانيكي افزايش مي‌يابد. بنابراين، كنترل ميزان نورد و بهينه‌سازي شرايط فرايند براي دستيابي به خواص مكانيكي مطلوب ضروري است. اين يافته‌ها مي‌تواند مبنايي براي طراحي فرايندهاي شكل‌دهي در آلياژهاي آنتروپي بالا و ساير آلياژهاي چندجزئي قرار گيرد.

235983

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان